(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の温度を感知するためにその物体と熱接触して配置されるように構成される温度センサーであって、
前記温度センサーは、それぞれが、長尺の金属製の、ワイヤーまたは薄い細長片の形状をした磁気の影響を受けるアモルファス又はナノ結晶の金属製の複数のセンサー素子で構成され、
各センサー素子は、４００℃より低い異なる設定点温度を有し、かつ前記温度センサーに加えられた交番磁界の影響の下で異なる温度を感知可能な再磁化応答を生成するように動作可能であり、
前記センサー素子の１つは、他のセンサー素子より低い設定点温度を有し、
前記他のセンサー素子は、前記１つのセンサー素子の設定点温度より継続的かつ階段状に高くなっている設定点温度を有し、
前記複数のセンサー素子のそれぞれの、生成された再磁化応答は、前記物体の温度が前記センサー素子のそれぞれの設定点温度より上か下かを感知して、前記物体の温度を計測するために用いられ、
前記センサー素子は、それぞれ、Ｆｅベースの合金、Ｃｏベースの合金、およびこれらの混合物から成る群から選択される合金から形成され、
前記センサー素子は、それぞれ、前記合金を包囲するガラス被覆を有する、温度センサー。
【請求項２】
前記センサー素子のそれぞれの設定点温度がそれぞれのセンサー素子のキュリー温度である、請求項１に記載の温度センサー。
【請求項３】
前記合金が、その中にクロムを含む、請求項１または２に記載の温度センサー。
【請求項４】
前記センサー素子は、前記ガラス被覆に隣接する強磁性のさやを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度センサー。
【請求項５】
前記さやは、前記ガラス被覆を包囲する、請求項４に記載の温度センサー。
【請求項６】
前記さやは、前記センサー素子の周りに少なくとも部分的に、かつ、離間した関係で配置される、請求項４に記載の温度センサー。
【請求項７】
前記センサー素子は、それぞれ、飽和保磁力が１０Ａ／ｍ未満、透磁性が２００００を超え、磁気歪が実質的に０またはわずかに正値で、かつ大きなバルクハウゼン不連続を有する金属体から構成される、請求項１〜６のいずれかに記載の温度センサー。
【請求項８】
前記センサー素子は、並列に並んで配置される、請求項１〜７のいずれかに記載の温度センサー。
【請求項９】
温度を感知可能な再磁化応答を有する前記複数のセンサー素子は、それぞれ、（１）前記物体の温度に関連し、（２）規定の幅の少なくとも１つの短く検知可能な磁場摂動のパルスによって規定され、
前記物体の温度が、前記物体の温度より低い設定点温度を有することを示す１つ以上のセンサー素子の１以上の設定点温度の中で最も高い設定点温度より高く、
前記物体の温度が、前記物体の温度より高い設定点温度を有することを示す１つ以上のセンサー素子の１以上の設定点温度の中で最も低い設定点温度よりも低い、請求項１〜８のいずれかに記載の温度センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本明細書は２００６年８月９日出願の明細書第６０／８３６４４８号、２００６年７月５日出願の明細書第６０／８１８３８５号、２００６年５月９日出願の明細書第６０／７９８５９１号、および２００７年１月２日出願の明細書第１１／６１９０６６号の利益を主張する。先のそれぞれの明細書を本願に引用して本明細書とする。
【０００２】
本発明は広く磁気素子温度センサー、この様なセンサーと共に用いる検出器、センサーおよび検出器を用いワイヤレスで物体の温度を測定しかつ物体の温度を制御する閉回路の加熱システム、および付随する方法に関係する。より具体的には、本発明は少なくとも１つの磁気的に敏感なセンサー素子、好ましくはアモルファスまたはナノ結晶金属から形成され、かつ印可交番磁場の影響の下で再磁化応答性を有しこれがセンサー素子のキュリー温度のような少なくとも１つの設定点温度の下と上で異なる温度センサーに関係する。これらの温度センサーは相互に関連する検出器と共に温度感知用に、および閉回路加熱システムの一部として用いることができる。
【背景技術】
【０００３】
市場には温度センサー用のワイヤレスで読み取れる種々の応用品が存在する。これらの応用品は家畜の内部温度の感知と通報から閉鎖回路温度フィードバックシステムの一部として断熱食品配達ボックスの温度を正確に制御することを可能にする磁気誘導加熱器まで様々である。これらの応用品の多くは米国特許５９５４９８４号、６２３２５８５号、６３２０１６９号、および６９５３９１９号に開示されている。
【０００４】
それらの多くの応用品は最近では高周波識別装置（ＲＦＩＤ）温度感知システムにより普及している。これらのＲＦＩＤ温度感知システムはＲＦＩＤ読取器およびこれに関連するＲＦＩＤ「タグ」を含み、ここにタグはその電気回路網の一部としてある種の温度感知器を持っている。
これら従前のＲＦＩＤはタグの価格のせいで比較的高価になる傾向があり、かつ１２５℃を越えては連続的に機能しない。さらに、これらは金属または導電性材料の付近、とりわけＲＦＩＤタグが導電性材料の内部に埋め込まれている場合には、情報を送信する能力に欠ける。
【０００５】
磁気素子マーカー（または「タグ」）は電子商品監視（ＥＡＳ）システムまたは他の認証システムの一部として一般的に用いられている。これらのマーカーまたはタグは受動回路で、一般に小さく、ＲＦＩＤより安価で、高温でも機能し、ある形態ではたとえ導体内に埋め込まれていてもその情報をワイヤレスで検出器に送信できる。
【０００６】
例えば、柔らかい磁性アモルファス合金リボンでできたＥＡＳマーカーまたはタグは米国特許４４８４１８４号に開示されている。これらのリボンは実質的にＭａ Ｎｂ Ｏｃ Ｘｄ Ｙｅ Ｚｆ から成る組成を持ち、ここに Ｍ は鉄およびコバルトの少なくとも一方、Ｎはニッケル、Ｏ はクロムおよびモリブデンの少なくとも一方、Ｘ はホウ素およびリンの少なくとも一方、Ｙ はシリコン、Ｚ は炭素、「ａ」〜「ｆ」は原子の百分率で、ａ は約３５〜８５の範囲、ｂは約０〜４５の範囲、ｃ は約０〜７の範囲、ｄ は約５〜２２の範囲、ｅ は約０〜１５の範囲および ｆ は約０〜２の範囲、さらに ｄ＋ｅ＋ｆの合計は約１５〜２５の範囲である。マーカーリボンは界磁送信機により生じた入射交番磁場周波数の高調波である周波数の磁場摂動を作りだすことができる。検出手段は内部にマーカーが存在することにより取り調べ域の周辺で生じる高調波の選択音程における磁場摂動を検出するように準備されている。マーカーによる高調波の発生は入射磁場に対するマーカーの非線形的な磁化応答性により引き起こされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
小さな、安上がりの温度感知素子を用い、１２５℃を超える温度でも連続的に機能し、さらに金属または他の導電性材料の近くでも情報を送信できるワイヤレスの温度感知システムに対する技術的な必要性がある。さらに、そのような改良された温度感知素子が例えば物体の固有性、物体の特徴、または加熱指示など、そのセンサー自体かまたは温度の感知対象である物体に関する所定のデータを携行できるとしたら好都合である。最後に、もしも感知素子が閉回路フィードバック加熱システムの一部として使用可能で加熱装置の出力を制御しこれにより物体の温度を制御できるとしたら利点が理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は全く新しい範疇の温度センサー、温度感知方法および閉回路加熱システムを提供する。本発明は磁気温度感知素子を用いることにより信頼のおける温度感知が得られるという発見に基礎を置き、それぞれ印可交番磁場の影響の下で特徴的な再磁化応答特性を有し、ここに応答性は温度に敏感でかつ直ちに測定可能である。
【０００９】
より具体的には、好適な温度センサーは物体の温度を感知するためにこれと熱接触して配置できるような形状に決められさらに印可交番磁場の影響の下で再磁化応答性を有する少なくとも１つの磁気的に敏感なセンサー素子を含み、この再磁化応答性は少なくとも１つの短く、検出可能な規定の短い幅の磁場摂動パルスで定義され、それは少なくとも１つの設定点温度の下と上で異なる。設定点温度はセンサー素子のキュリー温度、またはこのキュリー温度に近い温度（通常は約２５℃以内）であることが好ましい。ほとんどの用途において、設定点温度は約４００℃より低い。
【００１０】
このような温度センサー素子を温度の感知対象の物体に熱接触するように配し、かつ十分な大きさの交番磁場をセンサー素子に加えて求める再磁化応答を起こさせた場合、センサー素子は「温度スイッチ」のように作動する。すなわち、物体がセンサー素子の設定点温度より下の場合、センサー素子から再磁化応答を観測でき、物体の温度が設定点温度に達するか越える場合、磁化応答が観測されないか、または応答が変更するかの何れかである。
【００１１】
本発明に基づく温度センサーは通常、各々他のセンサー素子とは異なる設定点温度を有する複数のセンサー素子を活用する。これら複数のセンサー素子は最低から最高まで、かつ少なくともある程度均一な形で連続的に異なる設定点温度を有するように設計されることが好ましく、これにより物体の温度は温度素子の設計に対応した温度範囲で測定することができる。このような状態では、隣接する設定点間の差の大きさが温度センサーの分解能を規定する。
【００１２】
本発明による温度センサーを最も効果的に活用するために、センサー素子と相互に連動する検出器が用いられる。このような検出器は一般にセンサー素子に問い合わせができる十分な強さの（すなわち、物体の温度に基づく温度センサーの再磁化応答を引き起こす）交番磁場を発生する装置、およびこのような応答を検出する装置を持っている。実際には、検出器は磁場発生コイルおよび磁場受信コイルを持ち、両者は信号処理装置に連動している。使用時に検出器は必要な交番磁場を発生させ、磁場受信コイルはセンサー素子の再磁化応答を検出し、出力信号を信号処理装置に出す。信号処理装置は、デジタルマイクロプロセッサーの形態が好ましいが、解読アルゴリズムを採用し物体の温度の測定を可能にする。好適な形態において、解読アルゴリズムは１つ以上の検索表（look-up tables）を含みセンサー素子の再磁化応答と物体温度を相互に関連づける。
【００１３】
磁気的に敏感なセンサー素子はアモルファスまたはナノ結晶状態の金属体として形成されていることが有利である。そのような金属体は約１００ｎｍまでの最大切断面寸法（例えば直径）を有する非常に細い伸張したワイヤーまたは細長片の形態であることが好ましく、種々の方法で製造することができる。金属体のとりわけ適した形態の１つはマイクロワイヤーの形態で、内側の金属コアおよび随意的な外側ガラス被覆から構成される。このようなマイクロワイヤーは有名なテイラー法または水鋳造（water-cast）アモルファス体として製造できる。しかしながら本発明の文脈においては、センサーが必須の磁気的に敏感なセンサー素子を含む限り、マイクロワイヤーを用いる必要はない。
【００１４】
本発明の別の態様では、新しいマイクロワイヤーをベースとした複合または組合せマイクロワイヤーが提供されている。このような構造体において、伸張した金属体でつくられた内側のマイクロワイヤーは隣接する既知のキュリー温度の強磁性のさやで遮へいされ、これがさやのキュリー温度より下の温度（またはさやのキュリー温度に近い既知の温度）において関連するマイクロワイヤー金属体の再磁化応答を防止または少なくとも変更する。さやは内側のマイクロワイヤーを囲むように位置する、または少なくとも部分的に内側のマイクロワイヤーの周りにこれと間隔を開けて置かれる場合もある。１つのとりわけ好適な複合マイクロワイヤーは最内側の磁気に敏感なマイクロワイヤー体と取り囲むガラス外皮を含む。さやは管状でガラス外皮を囲み、さらにさやの周りには最外側のガラス外皮を持つ。このような複合設計物は修正テイラー法を用いて直ちに製造できる。特に、内側および外側の一対のガラス管は内側管内の磁気的に敏感な金属ならびに内側および外側管の間の強磁性のさやにはめ込まれている。これらの成分を溶融状態とし、次いで速やかに引っ張ることにより希望する複合構造を作りだす。
【００１５】
本発明による別の態様では、物体の温度を感知する方法が提供されている。この方法は広く温度センサーを前記物体と熱接触させて配し、センサーは印可交番磁場の影響の下で再磁化応答性を有する少なくとも１つの磁気的に敏感なセンサー素子から構成され、かつその再磁化応答性は少なくとも１つの設定点温度の下と上とで異なる。次に、センサーの領域に交番磁場を、しかもセンサー素子に再磁化応答を引き起こす十分な強さのものを発生させる。その結果、センサー素子の再磁化応答が検出され、本体（したがって物体の）温度が設定点温度より上か下かを決定するために少なくとも部分的に用いられる（例えば、温度測定には検出された再磁化応答とともに他の情報も用いられることがある）。
【００１６】
先に記したように、センサーは通常複数の磁気的に敏感なセンサー素子を持ち、各々が印可交番磁場の影響の下で異なる再磁化応答性を有しさらに各々の再磁化応答性は設定点温度の下と上とで異なり、かつここにセンサー素子の設定点温度は互いに異なる。このような場合、複数のセンサー素子の少なくとも幾つかの再磁化応答が検出されセンサー素子および物体の温度を測るために用いられる。
【００１７】
さや付の複合または組合せマイクロワイヤー感知素子が用いられるところでは、センサー素子および物体が強磁性のさやのキュリー温度またはキュリー温度の近くのある固定温度より上の温度に達するまで、関連する強磁性のさやは本体を磁気的に飽和させるかまたはバイアスをかけることにより関連するマイクロワイヤー体の再磁化を防止する。さやのキュリー温度に近い温度域にわたって一連の異なるまたは変更された再磁化応答をもたらすように、センサー素子にさやにより磁気的な飽和またはバイアスをかける範囲を設計することができる。相互に関連する検出器に十分な分解能および識別性能があると仮定するなら、これらの異なるまたは変更された応答は検出可能で温度感知に用いることができる。かくして、このような場合単一のマイクロワイヤー感知素子で複数の設定点温度を提示することができる。
【００１８】
本発明はさらに物体の温度を選択的に測定するために少なくとも一対の構成部品から作られ互いに近接して配置されるように設計され、少なくとも一方の構成部品が加熱可能な独特の構造および方法を提供する。例えば、本発明に基づきヒーターおよび関連性のある加熱可能な消耗品目（例えば誘導加熱器と加熱可能なシェービングクリームが入った容器）を温度監視および制御することができる。このような設計では容器に接続し容器を出る液体を加熱するように設計された誘導加熱が可能なノズルには本発明に基づく温度センサーが装備され、一方容器にはノズルに適合した温度センサーと相互に関連する磁場応答データ素子（例えば、在来のマイクロワイヤー）が備えられている。温度センサーおよびデータ素子は温度センサーおよびデータ素子の両方が同時に問い合わせ交番磁場の対象になった場合にのみ温度センサーの再磁化応答が解読されるように相互に関連づけられている。これは一般に検出装置の解読アルゴリズムを変更し温度センサーおよびデータ素子の両方が存在しない限り物体の温度を検出し通報しないようにすることで達成できる。容器が加熱のために誘導加熱器上に置かれている場合は、温度センサーとデータ素子が近接しているためセンサーの再磁化応答を検出することができ温度感知に用いることができる。
【００１９】
本発明によるこの態様はこのヒーターがこれもここが製造する消費品目のみで使用されることをヒーターの製造者に保証するのでとりわけ好都合である。すなわち、もしも他の製造者の消費品目がこのヒーターと共に用いられた場合、他の製造者の消費品目には必要な相互に連動する磁場応答データ素子が含まれていないから温度監視は全く行われないからである。さらに、適切な消費品目が使用されない限りヒーターが全く機能しないように設計することもできる。
【００２０】
本発明はさらに本発明に基づく温度センサーを活用した物体を加熱するためのシステムを提供する。このようなシステムはさらに誘導加熱または他のタイプの加熱装置のような物体を加熱する装置を、記載したタイプの再磁化応答検出器とともに含む。さらに検出器および加熱装置と連動する制御器も提供され、これにより出力信号を検出器から受信しそのような出力信号に対応して加熱装置の操作を制御する。このようなタイプのシステムでは、物体の温度を継続的または連続的に監視し、これにより制御器が加熱装置の操作を変化させ物体を加熱するかまたはそれを望む温度範囲に維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜従来技術による磁気素子および検出システム＞
本発明を最もよく理解するために、今日のＥＡＳならびに磁気素子（しばしば「磁気マーカー」と称される）およびこれらに付随する検出システムを採用している認証システムの性質および機能を理解することが役に立つ。
【００２２】
しばしば用いられる磁気素子の１つのタイプはガラス被覆アモルファスマイクロワイヤーである。このようなマイクロワイヤー、その製造、磁気特性、およびそのキュリー温度より下の挙動については技術および特許文献により開示されてきている。例えば米国特許６４４１７３７号および６７４７５５９号；Ｈｏｒｉａ Ｃｈｉｒａｃの「ガラス被覆磁気ワイヤーの作成および特性解析」、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａ３０４−３０６，１６６−７１（２００１  ）；Ｄｏｎａｌｄ 他の「テイラー・ワイヤー製法による幾つかのガラス被覆金属フィラメントの作成、特性および応用」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ，３１，１１３９−４８（１９９６）；Ｗｉｅｓｎｅｒ ａｎｄ Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒの「Ｇａ、Ｇｅ、およびＡｓを含むアモルファスＦｅ−Ｐ合金の磁気特性」、Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．ＳｏＬ（ａ）２６，７１（１９７４）；および Ａｎｔｏｎｅｎｋｏ他の「ガラス被覆マイクロワイヤーの高周波特性」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．Ｓ３，６５８７−８９を参照されたい。技術分野で一般にテイラー製法と呼ばれるものにより長尺物のマイクロワイヤーが安価に生産されるようになり、これによると事前に合金化したインゴットまたは必要基本構成成分の何れかが通常は縦に配置され底を封じたガラス管内で溶融される。例えば高周波（「ｒｆ」）加熱を用いて合金が溶融状態になった時点で、ガラス管の軟らかくなった底をつかんで引き、連続したマイクロワイヤーにする。合金の断面積の急速な減少と共に２次冷却手段を用いることにより引っ張る間に合金はアモルファスまたはナノ結晶になる。
【００２３】
典型的なマイクロワイヤー２０で全直径が１０ミクロン以下から全直径が数１０ミクロンのどこかにあるものが図１に描かれている。マイクロワイヤー２０は合金コア２２およびガラス被覆２４を持ち、ここに合金コア２２とガラス被覆２４は連続的に相互に物理的に結合することも幾つかの距離的に離れた点でのみ結合することもできる。ガラス対金属比は変動するものではあるが、厳密に制御することができる。例えば、ガラス被覆２４の典型的な厚みはコア直径４５〜６０ミクロン用で約１〜５ミクロン、およびコア直径３０ミクロンマイクロワイヤー用で典型的には１〜３ミクロンとすることができる。従来技術によるＥＡＳおよび認証タグ用のマイクロワイヤー素子は通常１５ｍｍ〜７５ｍｍの範囲の長さに切られる。
【００２４】
マイクロワイヤーの磁気特性および残留ヒステリシスループは合金組成およびガラス対金属直径比を変えることにより制御できる。図２には大きなバルクハウゼン不連続を伴い、下に示すように本発明に用いるのに適した典型的なマイクロワイヤー２０の理想的な磁気ヒステリシスループ応答を図解している。このようなマイクロワイヤー２０が外部の交番磁場に曝されその素子の瞬間的磁気分極に対抗する方向の磁場強度が保磁力Ｈ０より大きい場合、ここでは理想的な１０Ａ／ｍ未満であると示されているが、再磁化の過程は調和的に豊かなパルスを発生させることになりこれは容易に検出される。磁束は時間と共にパルスが磁束の微分係数をピークまで昇らせる間に変化する。したがって、電圧のピークは素子の近傍に置かれた受信コイルで観測できさらに読取器はその電圧のピークを磁場内のマイクロワイヤー素子の存在と相互に関連づけることができる。
【００２５】
テイラー法で製造した従来技術によるガラス被覆アモルファスマイクロワイヤー２０は非常に低い飽和保磁力（実質的に１０Ａ／ｍ未満）、高い相対的透磁性（実質的に２００００より高い）、実質的にゼロまたはわずかに正の磁気歪、および大きなベルクハウゼン不連続（これはマイクロワイヤーが原則的に二峰性磁気状態においてのみ存在することを意味する）を示すように製造することもできる。
【００２６】
マイクロワイヤー２０の再磁化特性もまた重要であり、これがこのようなマイクロワイヤーを従来技術による他のタイプの磁気素子から区別する。図３Ｃに言及すると（米国特許６５５６１３９参照）再磁化ピークの幅（片振幅レベルで測定）はガラス被覆アモルファスで２５〜８０マイクロ秒の範囲であった。対照的に（図３Ｂ参照）、Ｓｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ社から市販されているマーカーまたはタグは大きなベルクハウゼン不連続を伴う水中鋳造（in-water-cast）アモルファスワイヤーを含み、ピーク幅は約２００〜５００マイクロ秒の範囲またはそれ以上であった。最後に（図３Ａ参照）、主として万引き防止用に使用されるマーカーまたはタグ、例えばＭｅｔｏＧｍｂｈの３２−ｍｍマーカーまたはタグではピーク幅は約１〜２ミリ秒であった。かくして、図１に描かれたタイプのマイクロワイヤーは極めて短い再磁化ピークを呈することによりマイクロワイヤーの応答を他の外部物体に伴う磁場の相互作用が引き起こす背景ノイズから差別することを可能にする。
【００２７】
Ｚｈｕｋｏｖ他のＪ，Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．１５ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．（２０００）はそれぞれが異なる寸法（長さ、合計直径、その他）または磁気特性（例えば保磁力）を有する多数のアモルファスガラス被覆ワイヤー切片を使用する場合の多ビットマーカーの製造について記載している。例えば、複数の磁気マイクロワイヤー素子がそれぞれ異なる飽和保磁力を示すとしたら、各々の独特の再磁化ピークはそれぞれの磁場の周期中に検出でき、かつそのパターンは例えば米国特許４２０３５４４号に記載された方法により認識できる。米国特許５７２９２０１号はこのような複数のワイヤーを、例えそれらが同じ磁気特性および寸法であっても識別する方法を記載している。ワイヤー近傍にある永久磁石のバイアス磁場素子は各々個別のワイヤー切片に対して近接性が異なることを手段として読取器により発生する外部磁場の振幅を識別する役割を果たしこれは各々の磁気素子を再磁化するための保磁力を上回ることが要求される。これにより検出された再磁化ピークの位相差につながり、かくして個別の素子を識別することが可能になる。
【００２８】
米国特許４１３４５３８号には磁気素子から作られた多素子タグ（マーカー）が記載され、各々は異なる保磁力により特徴づけられこのことにより参照コードを取り付けたすべての物体に対して使用した磁気素子の桁数だけ課題を可能にする。このようにして、磁気素子にそれぞれの保磁力の値の順に参照コードの各々の桁、その時点で各々の磁気素子に保磁力の順序と同じ離調順序でかつ各々はコード化時に割り当てた値に対応する振幅で検出装置に現れる各々の磁気素子に対応する信号、をそれぞれ割り当て、かくして配列および振幅において完全なコードが再現できる。
【００２９】
米国特許６６２２９１３号ではデータ情報は異なる直径または透磁性のマイクロワイヤーを用いてバイナリー形式でコード化することが可能で、このことにより送信機により作られた交番磁場に対しかなり異なる応答を作り出せることを教えている。したがって、１つタイプのマイクロワイヤーがバイナリーの「０」を表し、他がバイナリーの「１」を表すこともできる。例えば、入射交番磁場周期にわたり検出される位相差で簡単にそれぞれが識別できるようにそれぞれが順次より大きな保磁力を伴う４つのマイクロワイヤーの配列は、交互に高および低振幅の磁場摂動（したがって検出器には交互に高および低の電圧振幅）を作りださせることができ、これによりバイナリーパターンの１０１０を表す。
【００３０】
米国特許出願２００５／０１０９４３５号では単一のマイクロワイヤーに多ビット情報をコード化する幾つかの磁気および光学的方法を記載している。強磁性アモルファスガラス被覆マイクロワイヤーの応力感受性は磁区構造に作用するための物理的根拠として有効に用いることができる。強磁性アモルファスガラス被覆マイクロワイヤーのコード化はこの磁区構造の局地的な変更に由来することができる。変更は局地的な応力を賦課することまたはアモルファス合金を選択的に結晶化することにより直ちに達成できる。このような変化は幾つかの手段で作用させることができ、パルス状レーザによる局地的加熱、ガラス被覆の化学的薄化、ガラス上の被覆、などが含まれる。強磁性アモルファスガラス被覆マイクロワイヤーのガラス被覆の局地的な修正はアモルファス合金コアの磁区構造に制御された変化を効果的に生じるために用いることができ、これによりコード化が可能になる。好適な方法はレーザーパルスを用いガラスまたは合金を局部的に加熱し（独立した加熱は波長の選択により達成できる）一方または両方の構造の変化を引き起こし、これにより現存している応力場または基本的な磁気特性を変更させる。
【００３１】
磁気マーカーとして用いられるすべてのタイプの磁気素子と連動して用いられる従来技術によるＥＡＳまたは認証システム検出装置は一般に界磁送信装置および磁場検出装置を用いる。界磁送信器は交番磁場をマーカー近接域に作りだすために一般に周波数発生器および界磁発生器コイル（両者で交番磁場発生源を構成する）を持っている。検出装置は一般に界磁受信コイルおよび主として警報装置を作動させる信号処理装置を持っている。
【００３２】
従来技術によるＥＡＳシステムでは、コイルの近傍で磁気マーカーが見つかった場合、問い合わせ交流界磁が磁気素子の磁化の切り替えを引き起こす。したがって、非常に短い磁場摂動が界磁受信コイルにより受信される。これらのパルスは信号処理回路により検出され、これが警報を作動する出力を発生させる。
【００３３】
＜第１実施態様＞キュリー温度検出用化学的性質修正マイクロワイヤー
本発明による第１の実施態様は少なくとも１つ、通常は複数の磁気的に敏感なマイクロワイヤーを有する磁気マイクロワイヤー温度センサーを含み、マイクロワイヤーの少なくとも幾つかの個別の合金は修正された化学的性質、および結果として異なるキュリー温度、通常は約４００℃より下の異なるキュリー温度を有する。さらに、本実施態様にはセンサーであるマイクロワイヤーに由来する温度情報を解読できるマイクロワイヤー読取器または検出器が含まれる。
【００３４】
化学修飾した個別のマイクロワイヤーは修正マイクロワイヤーがそれぞれのキュリー温度より下では大きなベルクハウゼン不連続、非常に低い保磁力、および非常に高い透磁率を持ち続けるように作られることが好ましい（結果として図２に描かれたタイプのヒステリシス挙動を伴う）。このような修正マイクロワイヤーは基本的にそのキュリー温度より上で強磁性を完全に失う。センサーの配列中の他のマイクロワイヤーは修正した化学的性質を持つ必要はなく、データ素子として先に論じたすべての従来技術による単ビットまたは多ビットのコード化方法にしたがって機能することができる。
【００３５】
従来技術によりアモルファスマイクロワイヤーに用いられたＦｅベースおよび／またはＣｏベース合金の最も好適な化学的修正はその中のクロムの元素割合を調整することである。鉄ベースの（Ｆｅ８０−ｘＣｒｘ）（ＰＣ）２０合金アモルファス内のクロムはその磁気特性にかなりの影響を与える。クロム割合の増加はそのキュリー温度、平均超微細場、および飽和磁化を下げ、一方でその初期透磁率を著しく増加する。例えば、ある試験したサンプルではクロムの割合を０％から６％に増加することによりキュリー温度は３３０℃から１５５℃まで低下した。Ｈｅｎｒｙ他の「クロムを含む鉄に富むアモルファス合金の磁気的測定」：Ｍｏｓｓ ｂａｉｔｅｒ Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｂ−Ｈ Ｌｏｏｐｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ １９：１０００−０６（１９８４）；および Ｗｉｊｎの「金属のｄ−成分、合金、および化合物の磁気特性」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−  Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ（１９９１）を参照されたい。
【００３６】
さらにＦｅベースおよびＣｏベース合金に対する他の化学的改質もアモルファスマイクロワイヤー素子の磁気特性を変えることに役立てることができる。例えば、幾つかのＦＣＺＢＮ合金においてＦｅをＣｏで置換することが可能で、得られたキュリー温度はＣｏ含有量の増加と共にシヌソイド（正弦曲線）類似の挙動を示し、３および１２．５原子％のＣｏで２つの最大値を、７．５原子％のＣｏで最小値を示す（Ｙａｏ他の「高いガラス形成能力のあるＦｅ Ｃｏ Ｚｒ Ｂ Ｎｂ合金アモルファスにおけるキュリー温度のＣｏ依存性」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔｔｅｒ，Ｖｏｌ．１６ ６３２５−３４（２００４）。米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）「磁気学会議録」Ｖｏｌ．２２，１３４９−５１（１９８６）では電気分解により高Ｐ含有のＣｏ−Ｐアモルファス合金が得られる製造方法を提起している。これらの合金のキュリー温度はキュリー温度対２８〜２９％までのＰ組成で線形の挙動を示す。より高い濃度では、キュリー温度が一定になることが観察されている。
【００３７】
上で説明したように、第１の実施態様では複数の磁気マイクロワイヤー温度感知素子を使用することが好ましく、その化学的性質は修正されていてマイクロワイヤーが全体の温度センサーの詳細設計温度範囲内の個別温度（通常４００℃以下）で常磁性体になっている。例えば、図４では配列３６を形成する合計４つの温度感知マイクロワイヤー２８〜３４を有する温度センサー２６が描かれている。それぞれのマイクロワイヤー２８〜３４はクロムの原子割合を増やすというような前述の技術の何れかを用いてその化学的性質が修正され、結果としてマイクロワイヤーのキュリー温度は、異なりかつセンサー２６の普通の機能温度範囲中ではすべてが越されている。残りの２つのマイクロワイヤー３８および４０はデータ素子である。さらに随意的な永久磁性のバイアス磁場素子４１を採用することもできる。
【００３８】
図４の実施態様では、マイクロワイヤー２８〜３４は平行な関係で配列され間隔４２は各々隣接するマイクロワイヤーの半径の和に等しく（間隔４２は半径の和より大きくてもよい）、それらは熱伝導性接着剤（非表示）により一緒に保持されこれはさらにマイクロワイヤーを温度監視対象の物体４４に接着される。
【００３９】
この典型的な実施態様において、各々のマイクロワイヤー２８〜３４および３８〜４０の磁気保磁力は、合金自体の適切な化学的な変化、とりわけ各々の合金のクロム含有量により変更され、その結果６つの各々のマイクロワイヤーが各々の期間内に全体の配列内のその位置の順に独自に検出できることを確実にしている。もちろんこの目的のために飽和保磁力の調整と同様に合金の化学的性質を改質するための他の従来技術による技法も用いることができる。さらに各々６つのマイクロワイヤー２８〜３４および３８〜４０は同じ長さ（例えば２０ｍｍ）であるがマイクロワイヤー３８は除かれ、これはかなり長め（例えば４０ｍｍ）である。マイクロワイヤー３８のこの余分の長さによりこのデータ素子マイクロワイヤーからの再磁化ピークが振幅で他のすべての再磁化ピークより大きくなることを確実にしている。
【００４０】
図１０は物体４４の温度に対応してセンサー２６により感知された温度を検出するのに用いられる典型的な検出器４６を図解している。検出器４６は広く交番磁場送信装置を界磁発生コイル５０と連動した周波数発生器４８の形で含み、これにより送信装置が問い合わせセンサー２６用の交番磁場を作りだせるように機能する。全体装置４６はさらにデジタル信号処理装置５４および温度ディスプレー５６と適切に連動する界磁受信コイル５２を含む。図解されているように、処理装置５４は通信端子５８および６０を装備し、さらに接続６２を介して周波数発生器４８と適切に連動している場合もある。さらに、周波数発生器４８には随意的な入力６１が用意され発生器の遠隔操作を可能にしている場合もある。
【００４１】
信号処理装置５４はセンサー２６の問い合わせにより受信した磁場摂動情報を解読する性能を有する解読アルゴリズムを用いて機能する。解読アルゴリズムは装置５４に付随する記憶装置内に保管された本発明に基づく異なるセンサー用の１つ以上の検索表の形であることが好ましい。センサー２６に固有の検出器４６の場合、温度検索表は４つの温度感知マイクロワイヤー素子２８〜３４の各々に対する予測される位相位置（ストップビットからおよび／または相互からの位相関係）と同時に、マイクロワイヤー２０の配列３６によるそれぞれ受理可能な検出ビットコードについて通報する温度の両方を持っているものである（幾つかのビットコードは受理不能の場合があり、それはマイクロワイヤーの段階的なキュリー温度の順序に照らして論理的な意味をなさないためで、したがってこれらは検出器４６の誤読によるものである）。
【００４２】
記載したように、センサー２６と検出装置４６は連動しているため、センサー２６の正規の問い合わせにより装置４６は物体４４の温度を突きとめることができる。このような連動にはセンサー２６のビットロジックを解読アルゴリズムに整合させることが含まれ、この場合は信号処理装置５４に保管されている温度検索表である。当業者には種々のビットロジックおよび連動するアルゴリズム表が提供できることが理解できるはずである。しかしながら、以下では図１０によるセンサー２６および検出器４６の文脈による典型的なシステムを提供して論じる。
【００４３】
再度図４に言及するが、４つの温度感知素子マイクロワイヤー３４〜３８の中で最も重要でないビットがマイクロワイヤー２８と仮定すると、これを「第１」マイクロワイヤーと名付けることができる。かくして、物体４４が第１マイクロワイヤー２８のキュリー温度より下の場合、装置４６が発生する交番磁場の影響の下でマイクロワイヤー２８はそれ特有の短い再磁化パルスをまだ作り続ける。物体４４の温度が第１マイクロワイヤー２８のキュリー温度より上であると、マイクロワイヤー２８は印可交番磁場の影響の下で最早その短い再磁化パルスを作り続けず、したがってそのビットは検出された温度感知素子の配列ビットから欠落している（「０」値）。
【００４４】
残りの温度感知マイクロワイヤー３０〜３４は各々個別の化学修飾された合金を内蔵しているため、マイクロワイヤーのキュリー温度は第１のマイクロワイヤー２８のそれより継続的にかつ階段状にわずかずつ高くなっている。かくして「第２」のマイクロワイヤー３０は第１のマイクロワイヤー２８よりもわずかに高いキュリー温度を持ち、さらに「第３」および「第４」マイクロワイヤー３２および３４は各々下側順位のマイクロワイヤーよりも継続的にわずかに高いキュリー温度を持つ。このようにしてマイクロワイヤー３０〜３４の再磁化パルス（ビット）は印可磁場の影響の下で各々第１のマイクロワイヤー２８およびすべての先行する下側順位のマイクロワイヤーより高い個別の温度で検出器４６から消滅することになる（すなわち「０」値になる）。
【００４５】
例えば、物体４４の温度が第１および第２のマイクロワイヤー２８および３０の両方のキュリー温度より下なら、配列３６のすべてのビットが装置４６で読み取れる（すなわち「１」値となる）。物体４４の温度が第１のマイクロワイヤー２８のキュリー温度より上だが、第２のマイクロワイヤー３０のキュリー温度より下なら、第１のビットは装置４６で「０」値として消滅してしまい、かつマイクロワイヤー３０〜３４に対応する残りのビットは装置４６で「１」値として読み取れる。
【００４６】
上に記したように、装置４６は検索表の形でアルゴリズムを含みこれが第１の温度ビットの消滅ならびに第２およびすべての高位温度ビットの現出は物体４４の温度が第１および第２マイクロワイヤー（温度ビット）２８および３０の第１および第２キュリー温度の間のどこかに存在することを意味すると認識する（ここに用いたように、センサーまたは物体の温度の検出または測定は単一の温度またはある温度範囲内の概略温度に言及することができる）。かくして、配列３６が発生する温度感知ビットデータを読み取り、さらにこのデータのバイナリー値をいま関心事の検索表に対応させることにより、物体４４の温度が第１および第２のマイクロワイヤーのキュリー温度間の間隔で規定される温度範囲内と決定することができる。もちろんこの論理は簡単な図４の例の４つすべてのマイクロワイヤー２８〜３４にも当てはまる。
【００４７】
ある磁気素子温度センサー上の数量Ｎの温度感知マイクロワイヤーが既知で逐次的順番で増加する特定されたキュリー温度を持ち、これらのキュリー温度の１つから次への増加に少なくともいくらかの一貫性があるなら、センサーは第１からＮ番目までのキュリー温度から温度を測定できる。このようなセンサーの分解能は逐次的なキュリー温度の間の増分である。たとえ逐次的なキュリー温度が完全には一貫性がなくても、関係する検索表を作ることはできしたがってセンサーは適切に機能できることは判るであろう。
【００４８】
この実施態様によるマイクロワイヤー合金は合金がマイクロワイヤーに加工されてしまった前でも後でもキュリー温度を定量化することができる。このようにして完成したマイクロワイヤーセンサーを温度感知用に較正することができる。測定すべき与えられた温度範囲に対し、キュリー温度が定量化されかつ温度範囲内でほぼ等間隔であるマイクロワイヤーの数が多いほど、マイクロワイヤー温度センサーの分解能は高い。この実施態様に基づく温度センサーは少なくとも２０の温度感知マイクロワイヤーを持ち、それぞれが第１からN番目のマイクロワイヤーまで次のマイクロワイヤーとの間が５℃を越えない増分である逐次より高いキュリー温度を有することが好ましい。
【００４９】
幾つかの温度感知マイクロワイヤーが他のマイクロワイヤーと正常な順序で消滅しない場合（読取器による誤読、他との熱接触不足、または他の理由による）、検索表に満足できる値がないことにより装置４６の読取アルゴリズムがセンサー２６に再読取りを試みさせることが好ましい。繰り返し再読取りが同じ特異の温度データを示すなら、読取アルゴリズムは温度データを放棄し、最後に測定したデータ（または最後に測定したデータに最後に測定した温度の変化率および読取時間差を含む計算に基づく差分温度を加えたもの）を用い、それから次の予定読取間隔で再度試みる。マイクロワイヤーが互いにおよび温度を測定する物体４４と良好に熱接触していることを確実にする措置がとられることが好ましい。このような措置の一つはすべてのマイクロワイヤーを薄く、熱伝導性の基材に取付けることである。別の措置としては後で記載する熱伝導性の包含材料または製陶材料を用いることである。
【００５０】
周期内で４０までのマイクロワイヤーが検出できることが知られていて、したがってこの実施態様による磁気素子温度センサーも４つよりもっと多くの温度感知マイクロワイヤー２０および１つ（ストップビットを数えずに）よりもっと多くのデータ素子を含むことができる。データ素子は、とりわけ各々が多ビットデータでコード化されている場合には関連情報（線形または非線型の関連常数のような）を格納するのに用いることができこれらは検出アルゴリズムに「特定の数で表された値」（温度ビット）をその関連する温度の値に解読させることができる。このことは検索表による方法が用いられない場合にとりわけ貴重である。かくして、磁気素子温度センサー２６はそのデータ素子内に常置のＩＤコードまたは「物体分類」コードのようなデータを格納することができる。この「物体分類」コードを格納できる能力により１つの読取アルゴリズムでそれぞれ固有の検索表を持つ幾つかの異なるタイプのマイクロワイヤーセンサーを読み、なおかつ正しい温度を解読することを可能にする。
【００５１】
本発明の範囲から離れることなく幾つかの異なるコード化／解読戦略をセンサー２６および装置４６に使用できることが判るが、ただしそれぞれの温度感知マイクロワイヤーが装置４６の発生する交番磁場の影響の下でそのキュリー温度より上でその再磁化パルス特性をなくす様に設計されているという条件の下においてである。１つの選択肢としてはバイアス磁場素子４１を使用することで、これは各々のマイクロワイヤーを再磁化するための保磁力を越えることが要求される装置４６が発生する外部磁場の大きさを、それぞれ個別のマイクロワイヤー２８〜３４および３８〜４０に対するその近接性が異なることにより識別する働きをする。このことは検出器４６が検出する再磁化ピークの位相差につながり、かくして６つの個別マイクロワイヤーの弁別を促進する。他の変形としてはこれに制約されるものではないが温度感知素子およびデータ素子の間の停止または「線引き」ビット、非温度データのコード化および解読、および幾つかまたはすべてのマイクロワイヤーのそれらの磁気応答を変更するための異なる長さ、を確定する手段が含まれるだろう。さらに、個別の温度感知マイクロワイヤーのキュリー温度に近い温度の磁気特性の変化はそれらの検出可能な再磁化パルスを変更させることはできるが完全に消去することはできない。このような変更された再磁化パルスでキュリー温度より下の特定温度範囲内で予測可能な挙動を有するものも、さらに温度情報を解読するために用いることができる場合がある。このことは各々の温度感知マイクロワイヤーが正確に一つ以上の温度を、例えばキュリー温度より下の小さな隔たりからキュリー温度まで感知することを可能にすることができる。
【００５２】
＜第２実施態様＞温度感知用の強磁性さやを伴うマイクロワイヤー
この第２の実施態様は磁気素子温度センサー６４を含みこれは複数の複合温度感知マイクロワイヤー６６を有し、各々上に記載した従来技術タイプの磁気的に敏感なマイクロワイヤーを含みこれにはそのキュリー温度の意図的な降下はなく、このため図２に描いたようなその大きなベルクハウゼン不連続および他の磁気特性をセンサー６４の機能域全体を通じて維持する。このマイクロワイヤー構造はさらに取り囲む、管状の構造体６８を含む。第２実施態様は全体としてさらに検出器４６に類似したマイクロワイヤー温度検出器を含み、センサー６４の問い合わせから導かれた温度情報を解読できる格納したアルゴリズムを有する。
【００５３】
とりわけ、各々の複合マイクロワイヤー６６は中間ガラス被覆７２に囲われた最内側合金７０を持ち、複合マイクロワイヤー６６のこの内側部分が先に記載した従来技術のマイクロワイヤー２０と概念的に同一であることを意味する。さらに、マイクロワイヤー６６の構造体６８は被覆７２を囲む強磁性金属またはフェライト材（ＮｉＺｎまたはＭｎＺｎのような）の管状のさや７４、および管状のさや７４を囲む随意的な最外側ガラス被覆７６を含む。さや７４は慎重に選定されたキュリー温度を持ちこれにより個別の内側のマイクロワイヤー合金７０がその特徴的な摂動（およびこれによる検出器における再磁化電圧パルス）を検出器が発生する交番磁場にマイクロワイヤーが置かれた場合にのみ、それから強磁性さや７４のキュリー温度より上（またはキュリー温度近くのある温度より上）においてのみ作り出す。故に、複合マイクロワイヤー６６が強磁性さや７４のキュリー温度より下の温度（またはこのキュリー温度近くのある温度より下）を経験すると、さや７４は強磁性であるため、マイクロワイヤー６６の特徴的なパルスを変更する。これにより複合マイクロワイヤー６６の再磁化はさや７４により引き起こされた磁気飽和により防止されるか、または結果としの再磁化を複合マイクロワイヤー６６からのバイアスがかかったまたは「変更された」信号として受け入れるかもしれない。例えば、再磁化パルスはさやのキュリー温度の上ではその位置から位相的にずらされるか、またはさやのバイアス効果が複数の異なる設定点温度の下と上で変更された再磁化応答を受け入れるかもしれない。
【００５４】
複合マイクロワイヤー６６がさや７４のキュリー温度より上の温度を経験すると、さやは永久磁石となりしたがって合金７０の特徴的なパルスに対し影響をおよぼさない。このため、さや７４の個別のキュリー温度より上（またはこれらのキュリー温度近くのある温度より上）では、複合マイクロワイヤー６６は正常に挙動する（すなわち、これらは検出器４６が検索表または何か他の解読アルゴリズムに記録されている通りの、予想された位相、振幅などの電圧パルスを検出させる）。しかしながら、複合マイクロワイヤー６６がそのさや７４の個別のキュリー温度より下の温度を経験すると、それらは検出器に検出されないか、または検出されるがその磁気特性が、とりわけそのさやのキュリー温度の上で検出された特徴的なパルスとの関係において変更されているかの何れかである。そのような変更された磁気特性は検索表または他の解読アルゴリズムのパラメータ、例えば周波数発生器４８による交流に対する位相の関係、またはパルス幅に合致しない。
【００５５】
管状さや７４を作り上げている材料が強磁性金属ならば、さや７４は数ミクロンの厚みまたは内側のマイクロワイヤー合金７０の充填、および製造を可能にするために必要とされるだけの厚みでよい。強磁性さや７４を形成する１つの方法は「アモルファスマイクロワイヤーおよびその製造方法」という題名の米国特許７０１１９１１号に記載されている。他の方法には溶射またはスパッタリングがある。これらの方法を用いてさや７４を作り出す場合、最外側被覆７６がある必要はない。修正テイラー法を採用することもでき、この場合内側ガラス管および外側ガラス管は内側ガラス管が外側ガラス管の壁の内側に存在するように同軸上にかつ入れ子状に位置合わせされている。合金７０はインゴット（棒状）または構成金属の形で中央ガラス管内にあり、一方管状さや７４を作り上げている材料は相互に入れ子になったガラス管の間にある。このさや材料はインゴット（場合によっては幾つかの棒）または構成金属の形であってもよい。合金は磁気誘導または他の適切な方法で加熱して溶融され次いでできた溶融した金属およびガラスを速やかに引っ張ることにより複合マイクロワイヤー６６を形成する。
【００５６】
強磁性合金のキュリー温度を調整するために特定の金属のわずかな成分を添加する技術的な技法が知られている。かくして、管状さや７４を作り上げるためにあらゆる数の合金を用いることができる。図９では特定の金属（この場合は銅）を強磁性金属成分（この場合はニッケル）にわずかに添加して正確な合金を形成することによりできた強磁性合金のキュリー温度を予測可能な方法で変更できることを図解している。さらに、鉄に少量のクロムを加えることによりキュリー温度が予測可能な合金を産する。ニッケルのキュリー温度を銅およびアルミニウムで修正する件の議論については、米国特許５９５４９８９号を参照されたい。
【００５７】
管状さや７４を製造するために用いられるフェライト材の合金はそのキュリー温度（またはそのキュリー温度近くの規定温度）を合金またはフェライト材が管状さや７４に加工される前にでも後にでも定量化できる。かくして、磁気素子温度検出器４６は温度検出のために簡単に調整できる。前と同様に、与えられた測定すべき温度範囲に対し、温度感知複合マイクロワイヤー６６のさやのキュリー温度が定量化され温度範囲内で等間隔に近くなっているほど、温度センサーの分解能が高くなる。少なくとも２０の温度感知複合マイクロワイヤー６６を持ち、各々が順次より高い、最大でも次に最低順位のさやより５℃高いさやのキュリー温度を有することが好適である。もちろん、さや７４がマイクロワイヤー６６の再磁化パルスをさや７４のキュリー温度近くの範囲で変更したなら（そう、例えば、再磁化パルスの位相を検出できるようにずらすことにより）、検出器がそれぞれのマイクロワイヤー６６のある範囲内の多数の温度を感知し解読し、かくしてより少ないマイクロワイヤー６６しか必要とせずに広範囲の温度を正確に測定することができるかもしれない。
【００５８】
管状のさや７４を作り上げている材料がフェライトかフェライトを伴う材料の混合物であるなら、さやはガラス層７２、個別の円筒形ビーズ、または中央に穴がありその中に合金７０および囲いのガラス７２が入る他の焼結したフェライトの円筒形物体の何れかに接着されていてもよい。一方で、管状のさや７４はガラス層７２の一部として純粋ガラスの代わりにガラス−フェライト材料を用いて形成することもできる。「レーダー吸収被覆」と題する米国特許６９０９３９５号には金属ワイヤーまたは他の形状の金属物体に直接接着する、またはすでに金属に接着している純ガラス層に接着するどちらにも使用できるにフェライト／ガラス複合材料を記載している。
【００５９】
次に図６に言及すると、センサー６４はデータ素子の配列７８を成す複数のマイクロワイヤー２０、および配列８０を形成する複数の温度感知複合マイクロワイヤー６６を含む。マイクロワイヤー２０および複合マイクロワイヤー６６はセンサーまたはタグ基材８２に固定されていて、これはできるだけ薄くかつ熱伝導性でこのためセンサー６４を温度測定の目的で物体（非表示）と緊密に熱接触するように配置できる。
【００６０】
配列７８を作り上げているマイクロワイヤー２０には通常約４００℃より下で予定機能範囲より上の個別のキュリー温度をセンサー６４に与える化学的性質がある。配列８０内の複合マイクロワイヤー６６は距離８４だけ離れていることが好ましく、このために各々個別の複合マイクロワイヤー６６の強磁性またはフェライトの管状さや７４は個別の複合マイクロワイヤーの管状さや７４がひとたびそのキュリー温度より上の温度を経験した際に隣の複合マイクロワイヤーに影響しない。
【００６１】
この単純な実施態様において、配列７８の各々のデータ素子は論理状態の「１」または「０」にレーザーコード化されているものと仮定する。さらに、各々のデータ素子は同じ長さ（例えば、２０ｍｍ）と仮定するが端末素子８３および８４は別で、これらはかなり長めである（例えば４０ｍｍ）。この余分の長さがデータ素子８３および８４から検出された再磁化ピークが他のものより振幅が大きいことを保証する。最後に、データ素子８３は論理「１」値にレーザーコードされ一方でデータ素子８６は論理「０」値にレーザーコードされているものと仮定する。第１実施態様で記載したとおり、配列７８および８０の両方の各々の素子は検出された位相順が上（マイクロワイヤー８３）から下（複合マイクロワイヤー８８）まで描かれた配置に一致し、後者は配列８０の複合マイクロワイヤーの最高のさやキュリー温度を有する。そのような場合、検出器４６は最初に検出したパルス（位相の関係で）に最高の振幅で論理レベル「１」を開始ビットに（ここではマイクロワイヤー８３として描かれている）、さらに最後に検出したデータマイクロワイヤー８６に最高の振幅で論理レベル「０」をストップビットに指定する。開始およびストップビット８３および８６の間のすべてのデータマイクロワイヤーはマイクロワイヤー温度読取器によりデータビットとして検出される。第１実施態様で記載したように、タグ識別番号および「物体のクラス」コードのような種々の機能のための干渉データマイクロワイヤーを用いることも可能である。
【００６２】
センサー６４による温度情報を解読するために、配列８０には「Ｎ」だけの複合マイクロワイヤーが強磁性さや７４を持ちそれぞれ全てのさや７４がセンサー６４の普通の機能範囲中で超えられてしまうキュリー温度を持っている（またはキュリー温度「近く」に規定温度を持っている）と仮定する。これらＮの複合マイクロワイヤー６６で最も重要でなく、ストップビット８６の直後に位相の関係で検出され、かつストップビット８６から特定の位相関係にあるビットが、「第１」複合マイクロワイヤー８９と見なされる。かくして、第１複合マイクロワイヤー８９はそのさや７４のキュリー温度より上の温度においてのみその通常の短いパルス摂動を作り始め、故に検出器４６もそれからのみその電圧パルス（ビット）を検出する。第１複合マイクロワイヤー８９はそのさや７４のキュリー温度より下では通常の短いパルス摂動を作り出さず、そのためそのビットは検出器４６に検出されたビットから欠落しているか、またはそのパルスは検出器４６により「変更された」マイクロワイヤーとして明確に検出される程までに変更されているかのいずれかである。
【００６３】
ストップビット８６から位相関係で「第２」の複合マイクロワイヤー９０（次に最も重要でないビット）は第１複合マイクロワイヤー８９よりキュリー温度がわずかに高い強磁性さや７４を持つ。複合マイクロワイヤー９０のビットはこのより高いさやのキュリー温度（またはさやのキュリー温度近くのより高い温度）より下の温度では検出器４６に読まれないかまたはその電圧信号は「変更された」として検出されるが、位相および幅では予想通りに第１の複合マイクロワイヤー８９のそれより高い温度で現れる。
【００６４】
かくして、センサー６４が第１および第２の複合マイクロワイヤー８９および９０の両方のキュリー温度より下の温度（またはキュリー温度より下の指定温度）に曝されたなら、検出器４６には（すべての後に続く配列８０のより高順位の複合マイクロワイヤーがより高いキュリー温度のさや７４を持つと仮定して）どの複合マイクロワイヤーも検出されない。センサー６４が第１複合マイクロワイヤー８９のさやのキュリー温度（または関連する温度）より上だが第２複合マイクロワイヤー９０のさやのキュリー温度（または関連する温度）より下の温度に曝されたなら、第１ビットは検出器４６により読取られるが第２ビットは検出器４６によりまだ読取られないかまたは検出器に「変更された」信号と読取られるかの何れかである。最後に、センサー６４が第１および第２の複合マイクロワイヤー８９および９０の両方のキュリー温度（または関連する温度）より高い温度に曝されたなら、第１および第２の複合マイクロワイヤーが検出器４６に読取られる。
【００６５】
検出器４６は第１複合マイクロワイヤー８９の第１の温度ビットが出現し、しかし第２複合マイクロワイヤー９０の第２の温度ビットが欠如（または変更）していることを認識する解読アルゴリズムを内蔵し、かくしてセンサーの温度は第１さやキュリー温度と第２さやキュリー温度の間のどこかにあることをディスプレー５６を介して信号する。かくして、センサー６４が温度に関心が持たれる物体と緊密に熱接触するように配されるなら、センサー６４の複合マイクロワイヤーの配列ビットのアウトプットを読むことにより、検出器４６は物体の温度を第１および第２のさやキュリー温度の間（またはそのキュリー温度近くのそれぞれの温度の間）の間隔で規定される温度範囲内と測定する。
【００６６】
センサー６４上の逐次増加する順序にあることが判っているキュリー温度を持つ複合マイクロワイヤー６６の数が「Ｎ」複合マイクロワイヤーまで増加し、かつこれらのさやキュリー温度が相互からの増分において少なくとも幾らかの一貫性があるように選定されているなら、センサー６４は第１から第Ｎのさやキュリー温度までの検出可能な温度範囲を持ち、かつ逐次的なさやキュリー温度の間の増分で規定される温度分解能を持つ。
【００６７】
より一般的に、検出器４６の解読アルゴリズムは対応する複合マイクロワイヤー６６の正規のパルス状態から発信される第１から第Ｎ−１の温度ビットの出現と、併せて正規のパルス状態の第Ｎ複合マイクロワイヤー６６に対応する第Ｎの温度ビットが欠けていることを理解できるように構築され、センサー温度が第Ｎ−１のさやキュリー温度と第Ｎのさやキュリー温度の間（またはそのさやキュリー温度近くのそれぞれの温度の間）のどこかに存在することを確証する。検出器のアルゴリズムはこのセンサー温度が第Ｎ−１および第Ｎのキュリー温度の間の中途の温度であると通報することが好ましい。
【００６８】
容認できる複合マイクロワイヤーのビットパターンおよびそれらの対応するセンサー温度は検出器４６の記憶装置内の検索表に格納されていることが好ましい。かくして、検出器４６により連動するセンサー６４から容認できるビットパターンが検出された場合、このパターンを検索表と比較し連動するセンサーの温度を見い出す。
【００６９】
配列８０の１つ以上の複合マイクロワイヤー６６が他と正常な順番でその正規状態で出現しない場合（検出器４６による誤読、他の複合マイクロワイヤーとの熱接触不足、または何らかの他の理由により）、検出器のアルゴリズムはセンサー６４の再読取りを試みることが好ましい。繰り返し再読取りを行っても同じ異常なビットパターンを示すなら、検出器アルゴリズムで温度データを廃棄し、最後に測定した温度（または最後に測定した温度プラス最後に測定した温度変化および時間間隔を含む計算に基づく差分温度）を用い、さらに次の予定の読取間隔で再度試みることができる。
【００７０】
＜第３実施態様＞別個であるが隣接する強磁性体飽和素子を伴った温度感知用のマイクロワイヤー
第３の実施態様は概念的には第２実施態様に非常に類似しながら強磁性さやの飽和またはバイアス素子を別個の構成要素として用いる点で異なり、これは第２実施態様でさや７４が中央のマイクロワイヤー構造体に接着またはそうでなければ付着しているのと比べると、隣接する温度感知マイクロワイヤーの表面に接触する必要がない。図７に言及すると、組合せマイクロワイヤー９２が描かれていて先に述べたタイプのマイクロワイヤー２０を含みこれにはキュリー温度の意図的な低減がなく、このためセンサーの全機能域にわたり図２に描かれたようにその大きなベルクハウゼン不連続および他の磁気特性を維持する。さらに、組合せマイクロワイヤー９２は隣接する強磁性体のさや９４を含む。さや９４は関連するマイクロワイヤー２０の十分近くに位置することによりマイクロワイヤー２０の副次的な磁気飽和またはバイアスがかかった再磁化およびその結果起きるその特徴的な摂動の発生を組合せマイクロワイヤー９２がさや９４のキュリー温度より上（またはキュリー温度近くのある温度より上）の温度を経験するまで防止する。さらに、第２の実施態様の場合と同様に、さや９４は関連するマイクロワイヤー２０がさやのキュリー温度より下の異なる設定点温度の下と上で一連の異なる再磁化応答を示すように設計することができ、さらに要求されるならこのような多くの異なる応答を温度感知および測定に用いることもできる。
【００７１】
より詳細には、さや９４は強磁性金属の薄い長方形でその寸法は関連するマイクロワイヤー２０より極端に幅広ではない形状であることが好ましく、かつその平面は半円形に曲げられる（または、フェライトの場合は半円または他の適当な形に焼結する）場合がある。さや９４のキュリー温度は慎重に選定され、そのため組合せマイクロワイヤー９２が検出器４６の交番磁場に曝されかつ組合せマイクロワイヤー９２がさや９４のキュリー温度より上の（またはキュリー温度近くのある固定温度より上の）温度を体験した場合にのみ関連するマイクロワイヤー２０がその信号摂動（および結果として電圧の再磁化パルス）を作り出せる。さや９４は数ミクロンの厚みまたは関連するマイクロワイヤー２０を飽和するのに必要でかつ製造容易な厚みさえあればよい。第２実施態様に関連して記載したものと同じタイプの合金またはフェライトをさや９４の製造に用いることができる。さらに、磁気インク（強磁性粉末またはフェライト粉末の何れかを使用）もまた適切でさらに組合せマイクロワイヤー９２用の支持基材上に印刷可能という優位性を持つ。
【００７２】
図８に言及すると、温度センサー９６が描かれ、それは複合マイクロワイヤー６６の代わりに組合せマイクロワイヤー９２を用いていることを除いて、あらゆる点でセンサー６４と同一である。したがって、図６の参照数字などは図８においても用いて同一の構成要素を表示し、さらに組合せマイクロワイヤー９２を複合マイクロワイヤー６６と区別するために「ａ」の記号表示が用いられている。
センサー９６の働きはセンサー６４のそれと同一で、さらにセンサー９６と連動する適切な解読アルゴリズム（検索表が好ましい）を有する同様の検出器４６を利用する。したがって、その働きの詳細な説明は必要ではない。
【００７３】
上に記載した３つの実施態様、および確かに本発明の範囲内の他の実施態様も、幾つかの異なる観点で変化させることができる。例えば、図４Ａはある製品の応用に有利な別の配置を描いている。とりわけ、図４Ａにおいてマイクロワイヤーデータ素子４０は第１物体４４ａに取り付けられ、一方で残りのデータマイクロワイヤー３８および温度感知マイクロワイヤー２８〜３４、および随意的なバイアス素子４１は第２物体４４ｂに取り付けられたセンサー２６ａが準備されている。センサー２６ａのビットロジックはセンサー２６のそれと全く同じで、これはセンサー２６ａの構成部品が物体４４ａおよび４４ｂ上に分かれていても全体のセンサー２６ａはすべてのセンサー構成部品が検出器４６の発生する交番磁場内にある場合にのみ機能することを意味する。もしもこの状態が存在しないなら、検出器４６を用いた有効な読取りは起こらない。この構造は例えば、２つの部分でできた物体の加熱をヒーターにより制御する場合に使用することができるが、ただしヒーターの検出器がセンサーの両方の部分（したがって両方の物体４４ａおよび４４ｂ）を検出し、さらに同様にセンサーの両方の部分が存在しかつ検出器４６の磁場内になければすべての加熱を防止する場合においてのみである。このような場合、ヒーターの制御は一般に検出器４６の信号処理装置５４と連動している。
【００７４】
もちろん、この設計構想は二つを超える物体が存在する場合にも使える。さらに、上に記載したようなより高機能のデータコード化手法を用いて１つ以上の断片になっている全体センサー２６ａをそれらに対応する断片と関連づけるのに用いることもできる。そのような方法には第１のデータ素子４０にストップデータビット３８に対応する多ビットコードをレーザーコード化することが含まれる場合もある。
図４ａの代替案は第１実施態様によるセンサー２６に言及して記載してきたが、同様の修正は要求があるなら第２および第３実施態様のセンサー６４および９６でも用いることができる。
【００７５】
センサー６４および９６の一部を形成するマイクロワイヤーは、ちょうどセンサー２６のマイクロワイヤー２０の場合と同様に、物体４４または基材８２のような熱伝導性基材上に適切な接着剤を用いて固定することができる。別の代替案としては、マイクロワイヤー２０、複合マイクロワイヤー６６および／または組合せマイクロワイヤー９２を非常に薄く、非強磁性で、圧縮または射出成形可能なグラファイト充填ポリマー材のような、例えばＳＧＬカーボン社からＲＩＤＵＲＩＤＴＭ の表示で市販されている一群の材料の内の１つのような熱伝導性材料内に包み込むことも可能である。他の使用可能な高温用材料にはＡｒｅｍｃｏ社からＣｅｒａｍａｍｃａｓｔ５１０の名称で市販されているセラミック製陶材料、または他の柔軟な高温用ポリマー類が含まれる。このような材料を用いる場合、温度を監視される物体とマイクロワイヤーのコア合金材の間の温度ラグを最小にするため包含材料の厚みおよび全体熱容量は最小限に保たれなければならない。
【００７６】
さらに、記載した実施態様のマイクロワイヤーは適切になされるなら糸に撚ったりまたは温度を監視される物体の構造に織り込んでもよい。例えば、良好な熱接触が維持できかつ各々の温度変化素子を互いから、さらにそれぞれのはっきり識別されるデータ素子（ストップビットを含めて）から識別する適切な技術的方法が用いられる限りにおいて、マイクロワイヤーをカーボン織布に織り込むこともできる。
【００７７】
＜加熱装置用の閉回路システム＞
本発明による磁気素子温度センサーおよび関連する検出器類は容易にそれぞれＲＦＩＤタグおよび関連するＲＦＩＤ読取器の代わりに米国特許６３２０１６９号および６９５３９１９号に記載されている閉回路温度制御誘導加熱システムに使用することができる。かくして、無数の加熱用途を従来のＲＦＩＤシステムに類似した温度制御磁気素子技術誘導加熱システムで、しかしＲＦＩＤ構成部品を今回のセンサーおよび検出構成部品に置き換えて達成できる可能性がある。例えば、米国特許６９５３９３９号に記載されているような高性能レンジ、米国特許６８２２２０４号に記載されているような熱分配装置、米国特許６５０４１３５号、６４４４９６１号、６２７４８５６号、および６２３２５８５号に記載されているような食品搬送システム、および米国特許５５９４９８４号に記載されているコップ、ボール、シズル皿、皿、スキーブーツおよび他の物品のような種々の加温装置は本発明にしたがって変更できる。さらに、同じ構成部品（センサーおよび検出器）を他のタイプで誘導加熱をベースとしない閉回路加熱システム、例えば閉回路温度制御赤外、ハロゲンおよび抵抗加熱システムに組み込むことができる。
【００７８】
図１１に言及すると、閉回路誘導加熱システム９８は誘導加熱装置１００内にＲＦＩＤ読取器の代わりに組み込まれているマイクロワイヤー検出器４６（図１０参照）を含む。装置１００は検出器４６と適切に連動する制御用マイクロプロセッサー１０２、ソリッドステートインバーター１０４、および整流器１０６と共にインバーター１０４に連動する誘導作動コイル１０８を含む。ＡＣ電源１０９および電流センサー１０９ａが整流器１０６と適切に連動している。界磁発生器および受信コイル５０および５２は支持体１１２の下側に位置するセンサー構成部品１１０内に組み込まれている。
【００７９】
システム９８は１つ以上の埋め込んだ本発明によるマイクロワイヤーセンサー１１６を有する米国特許６６５７１７０号に記載されているようなグラファイト加熱ディスク１１４の温度を制御するために設計されている。ディスク１１４は示したとおりセンサー１１６の上と下にグラファイト層１１８を持つ。もちろんディスク１１４の代わりに、１つ以上の埋め込みセンサー１１６を内部に持つ多層料理器具（例えば深鍋または浅鍋）のような、他のすべての誘導加熱可能な物体を制御することも可能である。センサー１１６による温度情報のフィードバックは検出器４６により検出されこの情報は制御用マイクロプロセッサー１０２を介してディスク１１４の誘導加熱の制御に用いることができる。
【００８０】
要求があるなら、本発明によるマイクロワイヤーセンサーおよび検出器はハロゲンまたは抵抗加熱器、もしくはガスまたは電気レンジのような他のタイプの加熱装置の制御に用いることもできる。
ここで言及した各々の特許および文献は具体的かつ完全に本開示に引用して本明細書とする。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は本発明で用いることに適する従来技術による磁気マイクロワイヤー素子の部分的切断面を描いた部分図である。
【図２】図２は本発明に用いることに適するマイクロワイヤーの磁気特性を、マイクロワイヤー合金のキュリー温度より下の温度で図形的に描いた図である。
【図３】図３Ａは主として万引き対策用ＥＡＳマーカーまたはタグに用いられるアモルファス細長片の時間対再磁化のグラフである。  図３ＢはＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ社から市販され、大きなベルクハウゼン不連続を有しマーカーまたはタグに用いられている、アモルファスマイクロワイヤーの時間対再磁化のグラフである。  図３Ｃはテイラー法により製造したガラス被覆アモルファス磁気マイクロワイヤーの時間対再磁化のグラフである。
【図４】図４は本発明の第１実施態様に対応する感知対象の物体に取り付ける磁気温度センサーの本質的に略図的な断面図である。  図４Ａは図４と同様の本質的に略図的な断面図であるが、磁気マイクロワイヤー温度センサーの構成部分が２つの物体の間で分割され互いに接近して配されるように設計さている。
【図５】図５は第２実施態様に対応した温度感知素子の略図的断面図で、強磁性金属またはフェライトの管状さやに囲まれかつ望みのキュリー温度を有するガラス被覆アモルファスマイクロワイヤー磁気素子を描いている。
【図６】図６は本発明に基づく磁気温度センサーの本質的に略図的な断面図で、図１に描かれたタイプのマイクロワイヤーデータ素子および図５に描かれた温度感知素子を活用している。
【図７】図７は第３の実施態様に対応した別の温度感知素子の略図的断面図で、ここでは図１に描いたガラス被覆マイクロワイヤー磁気素子および望むキュリー温度を有する強磁性金属またはフェライトのさやが隣接して位置する。（原文 and は is と見なして訳す）
【図８】図８は本発明による第３の実施態様に基づく磁気素子温度センサーの本質的に略図的な断面図で、図１に描かれたデータ素子および図７に描かれた温度感知素子を含む。
【図９】図９は本発明による第２の実施態様に基づく温度感知素子用のさや、または本発明による第３の実施態様に基づく温度感知素子用のさやに用いるのに適したニッケル−銅合金のキュリー温度対銅の割合を描いたグラフである。
【図１０】図１０は本発明に基づく温度読取器の概略ブロック図でこれに関する磁気素子温度センサーと相互に作用して機能する。
【図１１】図１１は本発明に基づく磁気素子センサーをベースとした閉フィードバック温度制御誘導加熱装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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